Электрооборудование компрессорной установки

Схема электрическая принципиальная.dwg

Привод станка и насоса охлаждения
Сброс отсчета счетчика

Kursovoy_proekt_.docx

федерального государственного автономного образовательного учреждения
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
МДК.01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование
Специальность 13.02.11
Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
Тема: «Электрооборудование компрессорной установки»
Председатель цикловой комиссии по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
– филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования
ТЕХНИКУМ ИАТЭ НИЯУ МИФИ
Начальника техникума
Специальность 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)» .
Митюрников Егор Александрович
«Электрооборудование компрессорной установки»
Назначение и общая характеристика электрооборудования проектируемого компрессора
1 Расчет мощности электродвигателей компрессора и их выбор
1.1 Расчет и выбор электродвигателя привода главного движения
2 Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры
2.1 Расчет и выбор магнитных пускателей
2.2 Расчет и выбор тепловых реле
2.3 Расчет и выбор автоматического выключателя
3 Расчет и выбор проводов и кабеля
3.1 Расчет и выбор проводов для электродвигателей
3.1.1 Расчет и выбор провода к электродвигателю М1
3.1.2 Расчет и выбор провода к электродвигателю М2
3.2 Расчет и выбор вводного кабеля к компрессору
4 Расчет и выбор элементов схемы управления
4.1 Расчет и выбор силовых трансформаторов
4.2 Расчет и выбор предохранителей
Организационно-технологическая часть
1 Принцип работы электропривода компрессора
2 Подготовка к включению электрооборудования в работу
Охрана труда и противопожарные мероприятия
Список используемой литературы
Дата выдачи задания «14»февраля 2022 г.
Дата представления работы «15» апреля 2022г.
Назначение и общая характеристика электрооборудования проектируемого компрессора8
1 Расчет мощности электродвигателей компрессора и их выбор12
1.1 Расчет и выбор электродвигателя привода главного движения12
2 Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры13
2.1 Расчет и выбор магнитных пускателей13
2.2 Расчет и выбор тепловых реле16
2.3 Расчет и выбор автоматического выключателя17
3 Расчет и выбор проводов и кабеля22
3.1 Расчет и выбор проводов для электродвигателей22
3.1.1 Расчет и выбор провода к электродвигателю М122
3.1.2 Расчет и выбор провода к электродвигателю М223
3.2 Расчет и выбор вводного кабеля к компрессору24
4 Расчет и выбор элементов схемы управления25
4.1 Расчет и выбор силовых трансформаторов25
4.2 Расчет и выбор предохранителей29
Организационно-технологическая часть30
1 Принцип работы электропривода компрессора30
2 Подготовка к включению электрооборудования в работу31
Охрана труда и противопожарные мероприятия34
Список используемой литературы38
Компрессоры применяют для получения сжатого воздуха или другого газа давлением свыше 400 кПа. С целью использования его энергии.
Компрессоры используется при добыче и переработке нефти в холодильной технике и технике распределения газов во всех видах транспорта для привода пневматического оборудования и т.д.
Компрессорные установки на промышленных предприятиях в основном используются для обслуживания определенных технологических процессов поэтому их производительность зависит от потребления воздуха или газа в ходе работ производственного участка и изменений внешних условий например: температуры влажности воздуха запыленности.
Данные установки в большей степени автоматизированы путем применения специальной аппаратуры которая дает сигнал об изменении режима работы и производит соответствующие переключения в схеме управления без участия персонала.
В промышленности используется различные типы компрессоров. Очень широко распространены поршневые компрессоры.
Поршневые компрессоры наиболее популярные так как они обладают рядом преимуществ: высоким КПД возможностью достижения высоких давлений в одной установке приспособленностью к работе на переменных режимах и т.п.
Также среди компрессорных машин распространение получили воздушные компрессоры служащие для подачи воздуха или газа давлением от 110 до 400 кПа. Мощные компрессоры обеспечивают сжатие до 32 МПа.
В компрессорных установках применяют электродвигатели постоянного и переменного тока. Двигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные. Асинхронные двигатели в свою очередь на АД с короткозамкнутым ротором и АД с фазным ротором. Наиболее используемым в компрессорных установках двигателем является АД с короткозамкнутым ротором.
Развитие компрессоров интенсивно продолжается и в настоящее время. Новые области применения и всевозрастающий рост объемов производства вызывают необходимость новых конструкций машин и увеличение их единичной подачи.
Целью данного курсового проекта является изучение и выбор электрооборудования для компрессорной установки на примере АВT 500-1700 B которая и является объектом исследования.
Для реализации цели сформулированы следующие задачи:
Изучить назначение и общую характеристику электрооборудования проектируемого компрессора;
выполнить расчеты для выбора электрооборудования для компрессорной установки;
изучить принцип работы электропривода компрессора;
произвести подготовку к включению электрооборудования в работу;
ознакомиться с охраной труда и противопожарными мероприятиями при работе на компрессорной установке.
Компрессор – это устройство для перемещения газов а также повышения их давления.
Компрессоры предназначены для сжатия и перемещения газа или пара. По принципу действия компрессоры делятся на два класса:
Компрессоры объемного действия. Рабочие органы этого класса засасывают определенный объем рабочего вещества сжимают его благодаря уменьшению замкнутого объема и затем перемещают (нагнетают) в камеру нагнетания. Это машины дискретного действия рабочие процессы в которых совершаются строго последовательно повторяясь циклически. Объемные компрессоры условно можно также назвать машинами статического действия поскольку перемещение рабочего вещества в процессе сжатия в них совершается сравнительно медленно.
Компрессоры динамического действия. В данных машинах рабочее вещество непрерывно перемещается («течет») через проточную часть компрессора при этом кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную. Плотность в потоке рабочего вещества постепенно повышается от входа в машину к выходу. Это машины непрерывного действия.
По конструктивному признаку основных рабочих деталей компрессоры делятся на следующие типы:
поршневые винтовые пластинчатые ротационные ротационные с катящимся поршнем и многие другие основанные на объемном принципе действия;
лопаточные компрессорные машины к которым относятся радиальные (центробежные) осевые и вихревые основанные на динамическом принципе действия.
Все компрессоры независимо от принципа действия подразделяются по основным эксплуатационным параметрам – давлению и подаче. По давлению различают компрессоры: низкого давления – 02–10 МПа; среднего давления– 1–10 МПа; высокого давления – 10–100 МПа. По значению подачи компрессоры подразделяются на малые (до 0015 с) средние (от 0015 до м3с) и крупные (свыше 15 м3с).
Рисунок 1 - Общий вид компрессора ABT 500-1700 B
- Защитное ограждение
- Клапан предохранительный
- Конденсатоотводчик
- Вводной выключатель
- Блок поршневой предназначен для выработки сжатого воздуха. Смазка трущихся поверхностей деталей блока поршневого осуществляется разбрызгиванием масла.
- Электродвигатель предназначен для привода блока поршневого.
- Ресивер служит для сбора сжатого воздуха устранения пульсации давления отделения конденсата; является корпусом на котором смонтированы узлы и детали компрессора.
- Защитное ограждение предохраняет от случайного прикосновения к движущимся частям привода установки.
- Прессостат служит для обеспечения работы компрессора в автоматическом режиме поддержания давления в ресивере в заданном диапазоне.
- Выключатель предназначен для пуска и остановки компрессора.
- Манометр предназначен для контроля давления в ресивере.
- Клапан предохранительный служит для ограничения максимального давления в ресивере и отрегулирован на давление открывания превышающее давление нагнетания не более чем на 10%.
- Клапан обратный обеспечивает подачу сжатого воздуха в направлении от блока поршневого к ресиверу.
- Конденсатоотводчик предназначен для удаления скопившегося в ресивере конденсата и масла.
- Кран предназначен для подачи воздуха потребителю.
- Регулятор давления служит для уменьшения давления до требуемого рабочего в подсоединенных пневматических инструментах и является дополнительным устройством.
- Пульт управления компрессоров ABT 500-1700 B обеспечивает поочередный пуск электродвигателей. Вводной выключатель поз. 19 (см. рисунок 1) предназначен для включения питания компрессора сигнальная лампа поз. 20 указывает на готовность компрессора к работе выключатели поз. 21 служат для отключения в случае необходимости одного из электродвигателей.
Компрессоры используются для выработки сжатого воздуха (газа) который нужен для работы пневматического оборудования аппаратуры инструмента. Компрессор в базовом исполнении не комплектуется устройством очистки сжатого воздуха от масел воды твердых микрочастиц и т.д. Для отчистки сжатого воздуха используются дополнительные устройства отчистки которые позволяют достичь требуемого класса чистоты сжатого воздуха.
При выборе мощности двигателя для компрессора требуемую мощность двигателя находят по мощности на валу механизма с учетом потерь в промежуточном звене механической передачи.
В зависимости от назначения характера производства и мощности они могут требовать или небольшого но постоянного регулирования производительности при отклонении параметров воздуха от заданных значений или же регулирования производительности в широких пределах.
Мощность двигателя M1 и M2 (кВт) рассчитывается по формуле (1):
где Кз - коэффициент запаса Кз=11-12;
Q - производительность компрессора м3с;
А - работа затрачиваема на сжатие 1м3 воздуха до заданных рабочих давлений Джм3;
к - КПД компрессора к = 06-08;
Для двигателя M1 выберем: Кз=11 Q = 0014 м3с А= 179000 Джм3; к =07 п = 09.
В справочнике выбираю двигатель типа АИР100L4У3 мощностью Р = 40 (кВт); номинальный ток I = 9 (А); частотой f = 50 (Гц); частотой вращения n = 1410 (обмин); =85%; соs = 084; коэффициент пуска Кпуск = 70.
Для двигателя M2 выберем: Кз=11 Q = 0014 м3с А= 224000 Джм3; к =07 п = 09.
В справочнике выбираю двигатель типа АИР100L4У3 мощностью Р = 55 (кВт); номинальный ток I = 11 (А); частотой f = 50 (Гц); частотой вращения n = 2850 (обмин); =88%; соs = 088; коэффициент пуска Кпуск = 75.
Таблица 1 Технические данные электродвигателей компрессора
Обозначение на схеме
Магнитные пускатели выполняют пуск остановку реверс а также нулевую защиту и защиту электродвигателей от перегрузок встроенным тепловым реле. Такие пускатели автоматически отключают двигатели при снижении напряжения на 50-60% номинального и при перегрузках если в них есть тепловое реле.
Расчет и выбор магнитных пускателей выполняется с учетом двух условий:
Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя:
Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя:
Iном.п. Iном.дв. 6 (3)
где Iном.п. – номинальный ток магнитного пускателя А;
Iном.дв. – номинальный ток двигателя А;
Iпуск=Iном * Кпуск – пусковой ток двигателя А.
Выбираю магнитный пускатель K1 для двигателя М1:
Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя):
где Iном.дв1 - номинальный ток двигателя М1.
Выбираю пускатель 2 величины для которого:
где Iпуск1 = Iном.дв1 * Кпуск - пусковой ток двигателя М1 А.
Iпуск1 = 9 × 70 = 63 А
Выбираю магнитный пускатель “ПМЛ-2220-25А” второй величины нереверсивный с реле с кнопками «Пуск» и «Стоп».
Выбираю магнитный пускатель К2 для двигателя М2:
где Iном.дв2 - номинальный ток двигателя М2.
где Iпуск2 = Iном.дв2 * Кпуск - пусковой ток двигателя М2 А.
Iпуск1 = 11 ×75 = 825 А
Iном.п 825 6 = 137 А
Также как и для двигателя M1 выбираю магнитный пускатель “ПМЛ-2220-25А” второй величины нереверсивный с реле с кнопками «Пуск» и «Стоп».
Таблица 2 Технические данные магнитных пускателей
Тип магнитного пускателя
Выбор и настройку тепловых реле производят в следующем порядке:
) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя согласно формуле (4):
где Iср.т.э. – среднее значение силы тока теплового элемента реле A;
Iн.дв. – номинальный ток двигателя А.
Двигатель М1 имеет две скорости и защищен одним тепловыми реле КК1. Тепловое реле КК1 защищает двигатель М1 при 1410 обмин.
Тепловое реле КК1 для двигателя М1. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:
) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока двигателя:
где Iср.т.э. = 85 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле;
Iн.дв = 9 А – номинальный ток двигателя.
Выбираю тепловое реле LR2K0316 с номинальным током реле 12 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 10 А (предел регулирования данного реле 8 - 115 А).
Тепловое реле КК2 для двигателя М2. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:
) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя:
где Iср.т.э. = 12 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле;
Iн.дв = 11 А – номинальный ток двигателя.
Выбираю тепловое реле LR2K0321 с номинальным током реле 14 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 10 А (предел регулирования данного реле 10 – 14 А).
Таблица 3 Технические данные тепловых реле
Предел регулирования реле А
В настоящее время для защиты электрических сетей и электрических приемников от повреждений вызываемых током превышающих допустимую величину все шире применяются автоматические выключатели. Автоматические выключатели применяются не только для отключения приемников при токах короткого замыкания но и для нечастых включений и отключений их вручную при нормальной работе. Возникающая при размыкании цепи электрическая дуга гасится в воздухе или масле. В зависимости от этого автоматические выключатели называются воздушными или масляными. В цепях с напряжением 380 В применяются в основном воздушные выключатели.
Выбираю автоматический вводный выключатель QS в следующем порядке:
Произвожу расчет и выбор теплового расцепителя по формуле (5):
Iтр. К * (Iн + I)(5)
где Iтр. - ток силового расцепителя А;
Iн = Iн1 + Iн2 – сумма номинальных (расчетных) токов группы силовых потребителей А;
I= 3 А - ток в цепи управления А;
К = 085 – коэффициент учитывающий разброс теплового расцепителя.
Iтр. 085 * (20 + 3) = 1955 А
Выбираю автоматический выключатель АЕ–2036Р с номинальным током автомата Iн.а. = 25 А напряжением U = 380 В номинальным током теплового расцепителя Iт.р. = 20 А пределом регулирования тока установки расцепителя (09 - 115) Iн кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн..
Произвожу расчет и выбор электромагнитного расцепителя по формуле(6):
Iэ.р. 125 (Iп. + Iн.)(6)
где Iп. = Iном. × Кпуск – пусковой ток самого мощного двигателя М1;
Iн = Iн2 – сумма номинальных (расчетных) токов остальных потребителей.
Iэ.р. = 125 (825 + 9) = 114 А
Проверяю автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя) по формуле (7):
где Iэ.р.кат. – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу рассчитывается по формуле (8):
Iэ.р.кат. = 12 * Iт.р.(8)
Iэ.р.кат. = 12 * 20 = 240 А
Так как Iэ.р.кат. Iэ.р. то ложных срабатываний при пуске не будет следовательно автоматический выключатель выбран правильно.
Выбираю автоматический выключатель QF1 в следующем порядке:
Произвожу расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя:
где Iтр. – ток теплового расцепителя А;
Iн = Iн1 – сумма номинальных (расчетных) токов группы силовых потребителей А;
- поправочный коэффициент означающий что автоматический выключатель установлен в шкафу;
К = 125 - коэффициент учитывающий разброс теплового расцепителя.
Iтр 125 * 9 * 11= 124 А
Выбираю автоматический выключатель АЕ–2036Р с номинальным током автомата Iн.а. = 20 А напряжением U=380 В номинальным током теплового расцепителя Iт.р. = 16 А пределом регулирования тока установки расцепителя (09 – 115) Iн кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн.
Произвожу расчет и выбор электромагнитного расцепителя:
Iэ.р. 125 * (Iп. + Iн.)
где Iп = Iном. × Кпуск – пусковой ток двигателя М1;
Iн = 0 А - сумма номинальных (расчетных) токов остальных потребителей.
Iэ.р. = 125 * 63 = 7875А
Проверяю автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя):
где Iэ.р.кат. – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу.
Iэ.р.кат. = 12 * Iт.р.
Iэ.р.кат. = 12 * 16 = 192 А
Выбираю автоматический выключатель QF2 в следующем порядке:
– поправочный коэффициент означающий что автоматический выключатель установлен в шкафу;
К = 125 – коэффициент учитывающий разброс теплового расцепителя.
Iтр 125 * 11* 11= 1512 А
Выбираю автоматический выключатель АЕ–2036Р с номинальным током автомата Iн.а. = 20 А напряжением U=380 В номинальным током теплового расцепителя Iт.р. = 16 А пределом регулирования тока уставки расцепителя (09 – 115) Iн кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн.
где Iп = Iном. × Кпуск – пусковой ток двигателя М2;
Iэ.р. = 125 * 825= 10313 А
Таблица 4 Технические данные автоматических выключателей
автоматического выключателя
Правильный выбор и расчет внутренних электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность работы электроприемников безопасность людей находящихся в данном помещении. При выборе электропроводок необходимо учитывать вид электроприемника (стационарный мобильный) условия окружающей среды требования электро и пожаробезопосности. Для внутренних электрических сетей в основном применяются провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами марок: АПВ сечением от 25 до 95 мм2 - провод с алюминиевой жилой в полихлорвиниловой изоляции; ПВ ПР - такие же провода но с медными жилами.
Сечение проводов выбирается по нагреву током нагрузки. Выбранное сечение проверяется по условиям механической прочности защиты от токов короткого замыкания иногда по допустимой потере напряжения в рабочем режиме и в период прохождения пусковых токов. Для выбора сечения проводов по условиям нагрева определяют расчётный ток нагрузки и подбирают минимально допустимое сечение. Удельное сечение алюминиевых проводов больше чем медных поэтому для них при том же сечении допускается меньший ток. Медные провода могут применятся сечением от 1 мм2 а алюминиевые - только от 2.5 мм2 и выше из-за их малой механической прочности.
Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:
Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током:
где Iр. = 9 А - расчетный ток двигателя;
Iдоп. - допустимый ток провода А.
Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты:
Iдоп. Кз. * Iср.т.э.(10)
где Iср.т.э. = 85 А – ток аппарата защиты (среднее значение силы тока теплового расцепителя) А;
Кз. = 125 – коэффициент запаса.
Iдоп. 85 * 125 = 106 А
Согласно ПУЭ сечение проводов определяемые по второму условию можно принимать на одну ступень меньше.
Пользуясь таблицей ПУЭ и определяя сечение провода по двум условиям окончательно выбираю установочный провод ПВ (провод с однопроволочной медной жилой в поливинилхлоридной изоляции) сечением 15 мм2 с допустимой токовой нагрузкой 17 А. Для электрического питания двигателя выбираю 3 провода ПВ в трубке ПХВ диаметром 12 мм.
гдеIр. = 11 А - расчетный ток двигателя;
Iдоп. Кз. * Iср.т.э.(12)
где Iср.т.э. = 12 А – ток аппарата защиты (среднее значение силы тока теплового расцепителя) А;
Iдоп. 12 * 125 = 15 А
Таблица 5 Технические данные проводов и способы их прокладки
Номинальный ток двигателя А
где Iр = 20 А – общий расчетный ток всех электродвигателей.
где Iз = 205 А – ток аппарата защиты (номинальный ток теплового расцепителя) А;
Кз = 125 – коэффициент запаса.
Iдоп. 205 *125 = 2563 А
Пользуясь таблицей ПУЭ выбираю кабель марки ВВГнг (трехжильный с медными жилами изоляцией из ПВХ оболочкой из ПВХ пониженной горючести) сечением жилы 25 мм2 с допустимой токовой нагрузкой 27 A.
Управление современными электроприводами осуществляется электротехническими устройствами называемыми аппаратами управления и защиты. От электрических аппаратов во многом зависит сохранность и долговечность работы для увеличения срока службы электроприводов необходимо правильно технически грамотно выбрать необходимую аппаратуру управления и защиты. Поскольку эта аппаратура в основном поставляется комплектно в проекте производится проверочный выбор элементов схем управления.
Маломощные однофазные и трехфазные трансформаторы (автотрансформаторы) применяются для освещения питания цепей управления в выпрямителях и в различных электрических аппаратах.
Расчет трансформатора T питания цепей управления начинают с определения его вторичных мощностей.
Задаюсь значениями: U1 = 380 В; U2 = 56 В; I2 = 1 A;
где U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора В;
U2 – напряжение на вторичной обмотке трансформатора В;
I2 – ток во вторичной обмотке трансформатора А.
На основании заданных нагрузок подсчитываю вторичную полную мощность трансформатора по формуле (13):
где S2 – вторичная полная мощность трансформатора ВА.
S2 = 56 * 1 = 56 ВА.
Первичная полная мощность трансформатора определяется по формуле(14):
где S1 – первичная полная мощность трансформатора ВА;
= 088 – кпд трансформатора.
Нахожу сечение сердечника трансформатора (мм2) по формуле (15):
Qс = k* S1 2 f 102(15)
где Qс – поперечное сечение сердечника трансформатора мм2;
f = 50Гц – частота тока в сети;
k – постоянная для воздушных трансформаторов k = 6 8.
Qc = 6* 63 2 ×50 ×102 = 476 мм2
При учете изоляции между листами сечение сердечника получается на 10% больше и рассчитывается по формуле (16):
где Qcф – сечение сердечника фактическое при учете изоляции между листами мм2.
Qсф = 11 * 476 = 523 мм2
Принимаю следующие размеры трансформатора: ширина стержня А =20 мм; Hс = 25 * 20 = 50 мм; С = Hc m = 50 25 =20 мм; толщина пакета пластин В = 25 мм.
Определяю фактическое сечение выбранного сердечника по формуле(17):
где Qс.ф. – фактическое сечение трансформатора мм2.
Qс.ф. = 20 * 25 = 500 мм2
Определяю ток первичной обмотке по формуле (18):
где I1 – ток первичной обмотки А.
Определяю сечение проводов первичной и вторичной обмоток по формуле (19) и формуле (20) исходя из условия плотности тока равной = 28 Амм2:
где s1 – сечение провода первичной обмотки мм2;
s2 – сечение провода вторичной обмотки мм2.
Сечения обмоток трансформатора:
s1 = 014 28 = 005 мм2
Принимаю по справочнику для первичной и вторичной обмоток провод марки ПЭВ - 1 (медный провод изолированный одним слоем эмали винифлекса) со следующими данными:
где d1 – диаметр провода первичной обмотки мм;
d2 – диаметр провода вторичной обмотки мм.
Определяю число витков первичной и вторичной обмоток по формуле(21) и формуле (22) приняв магнитную индукцию сердечника Вс = 14 Тл.
W1 = U1 * 104 222 * Bc * Qс.ф.(21)
W1 = 380 * 104 222 * 14 * 500 = 2445 витков
W2 = 2445 * 56 380 = 360 витков
С учетом компенсации падения напряжения в проводах (вводится поправочный коэффициент величиной 11) число витков вторичных обмоток принимаю:
W2 = 11 * 360 =396 витков
Проверяю разместятся ли обмотки в окне сердечника. Площадь занимаемая первичными и вторичными обмотками определяется по формуле(23) и формуле (24):
Qобщ = Qобщ1 + Qобщ2(23)
где dп2 = 11 × d – диаметр проводов с изоляцией мм;
W – число витков обмотки с учетом компенсации падения напряжения в проводе.
Qобщ = 11 * 032 * 2445 + 11 * 072 * 396 = 455 мм2
Площадь окна находиться по формуле (25):
Qo = 50×20 = 1000 мм2
Нахожу отношение расчетной и фактической площади окна сердечника по формуле (26):
где k – отношение расчетной и фактической площади окна сердечника.
Следовательно обмотки свободно разместятся в окне выбранного сердечника трансформатора.
Выбираю трансформатор ОСМ-0063УЗ мощностью 63 Вт.
Предохранители применяются для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок с их помощью возможно при условии что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току превышающим примерно на 25 % номинальный ток плавких вставок.
Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30 50 % выше номинальных в течении 1 ч и более. При токах превышающих номинальный ток плавких вставок на 60 100 % последние плавятся за время менее 1 ч.
Произвожу расчет и выбор предохранителя FU1:
Предохранитель выбирается по току плавкой вставки которая находиться по формуле (27):
где Iпуск – пусковой ток элементов входящих в схему А;
= 25 – поправочный коэффициент.
Нахожу пусковой ток элементов:
Iпуск = 11 + 12 = 23 А
Нахожу плавкую вставку предохранителя:
Iвст = 23 25 = 093 А
Выбираю предохранитель ПРС - 6 с плавкой вставкой на 1А.
Выбор и расчет предохранителя FU2 аналогичен.
Таблица 6 Технические данные предохранителей
Схема электрическая принципиальная компрессора приведена на графическом листе 1.
Перед началом работы необходимо убедится в том что все защитные автоматические переключатели включены.
Двигатели компрессора М1 и М2 питаются от трехфазной сети U = 380 В через автоматические выключатели QF1 и QF2. Включение и отключение двигателей производится магнитными пускателями К1 и К2.
Вводным автоматическим выключателем QS производится подключение пульта управления к сети. Подается питание в цепи управления и сигнализации. Загорается сигнальная лампа HL - «Электросеть подключена» указывает на готовность компрессора к работе.
Затем необходимо включить компрессор выключателем на прессостате BP.
Управление компрессором может быть автоматическим и ручным. Выбор способа управления производится с помощью поворотных выключателей SA1 и SA2. При ручном управлении включение и отключение магнитных пускателей К1 и К2 осуществляется поворотом рукояток поворотных выключателей SA1 и SA2 из положения «I» (отключен) в положение «O» (включен).
Автоматическое управление компрессором производится при установке переключателей в положение «I» а включение и отключение пускателей осуществляются с помощью тепловых реле КК1 и КК2.
Через размыкающий контакт запускается магнитный пускатель K1 он и запускает автоматический выключатель QF1 который подключает к сети электродвигатель М1. В случае возрастания силы тока тепловое реле КК1 отключает обмотки мотора от питающего напряжения свидетельствующего о перегрузке двигателя.
Через 3 секунды с помощью временного реле КТ производится запуск двигателя М2 то есть через размыкающий контакт запускается магнитный пускатель K2 он и запускает автоматический выключатель QF2 который и подключает к сети электродвигатель М2. В случае возрастания силы тока тепловое реле КК2 отключает обмотки мотора от питающего напряжения свидетельствующего о перегрузке двигателя.
Подключение компрессора к электрической сети должно выполняться квалифицированным персоналом в соответствии с действующими правилами и предписаниями по технике безопасности.
Компрессор должен быть соединен с электрической сетью через устройство защиты питающего провода от токов короткого замыкания.
Перед включение компрессора нужно проверить направление вращения для этого нужно выполнить следующие действия:
Проверьте чтобы выключатель на маностате находился в выключенном положении "OFF" или "O" в зависимости от исполнения.
Подключите питающий кабель компрессора или подсоедините вилку питающего кабеля компрессора к электрической сети.
Включите вводной выключатель если подсоединение было выполнено через него.
Переключите поворотные выключатели расположенные на пульте управления в положение "I".
Включите компрессор выключателем на маностате и сразу же выключите. Для этого необходимо переключить выключатель в положение "AUTO" и сразу же переключить назад в положение "OFF" или в зависимости от исполнения в положение "I" и сразу же переключить назад в положение "O".
Если шкив-вентилятор поршневого блока вращается по направлению стрелки то направление движения правильное в противном случае необходимо поменять местами два фазных провода в точке подключения к электрической сети.
Перед первым пуском а также перед каждым началом работы необходимо проверить:
отсутствие повреждений питающего кабеля и надежность крепления заземления;
целостность и прочность крепления защитного ограждения клиноременной передачи;
прочность крепления в зависимости от комплектации амортизаторов (или колес и амортизаторов) компрессора;
надежность соединений трубопроводов;
целостность и исправность клапана предохранительного органов управления и контроля;
уровень масла в картере поршневого блока.
При первом пуске а также при каждом повторном подключении к электрической сети проверяйте соответствие направления вращения указанное на корпусе электродвигателя и лопасти шкива-вентилятора блока поршневого.
Для пуска компрессора подключенного к электрической сети выполните следующие действия:
Откройте выходной кран.
Включите компрессор выключателем на маностате. Для этого необходимо переключить выключатель в положение "AUTO" или "I" в зависимости от исполнения.
Пуск компрессора АВТ 500-1700 WB осуществляется последовательным включением маностатов с интервалом более 3 с.
После пуска для распределения смазки необходимо дать поработать компрессору в течение нескольких минут без нагрузки (с открытым выходным краном). Затем закрыть кран и осуществить загрузку до максимального давления контролируя его функционирование:
маностат автоматически выключает электродвигатель компрессора при достижении максимального давления (таблица 2).
маностат автоматически включает электродвигатель компрессора когда происходит отбор сжатого воздуха и давление в ресивере падает ниже установленного значения. Диапазон регулирования давления ΔР = (025 ± 005) МПа.
Маностат отрегулирован изготовителем и не должен подвергаться регулировкам со стороны пользователя.
Для остановки компрессора необходимо:
Выключить компрессор выключателем на маностате. Для этого необходимо переключить выключатель в положение "OFF" или "O" в зависимости от исполнения (см. рисунок 4). После этого остановится электродвигатель и произойдет сброс давления из нагнетательного воздухопровода и поршневого блока.
Снизить давление в ресивере до атмосферного.
Выключить вводной выключатель или отсоединить от электрической сети вилку питающего кабеля компрессора.
К работе на компрессорной установке допускаются работники старше 18 лет не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья прошедшие вводный и первичный на рабочем месте инструктажи по охране труда обучение безопасным приемам работы стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда.
При работе на компрессорной установке на работника могут воздействовать опасные и вредные производственные факторы:
подвижные части производственного оборудования;
острые кромки заусенцы и шероховатости на поверхности оборудования;
опасный уровень напряжения в электрической цепи замыкание которой может произойти через тело человека;
повышенный уровень шума и локальной вибрации на рабочем месте;
повышенное давление сжатого воздуха в ресивере;
воздействие разлетающихся частей при возможном разрушении оборудования;
пожароопасность и взрывоопасность.
Источники возникновения вредных и опасных производственных факторов:
подвижные части оборудования;
неисправное оборудование или неправильная его эксплуатация;
отсутствие неисправность неправильная эксплуатация СИЗ;
отсутствие неисправность неправильная эксплуатация приборов освещения;
неисполнение или ненадлежащее исполнение работником должностной инструкции инструкций по охране труда правил внутреннего трудового распорядка локальных нормативных актов регламентирующие порядок организации работ по охране труда условия труда на объекте.
При работе на компрессорной установке работник извещает своего непосредственного руководителя о любой ситуации угрожающей жизни и здоровью людей о каждом несчастном случае происшедшем на производстве об ухудшении состояния своего здоровья в том числе о проявлении признаков острого заболевания.
При работе на компрессорной установке работник должен проходить обучение по охране труда в виде: вводного инструктажа первичного инструктажа на рабочем месте повторного инструктажа внепланового инструктажа целевого инструктажа и специального обучения в объеме программы подготовки по профессии включающей вопросы охраны труда и требования должностных обязанностей по профессии.
При работе на компрессорной установке работнику следует:
выполнять работу входящую в его обязанности или порученную администрацией при условии что он обучен правилам безопасного выполнения этой работы;
неукоснительно соблюдать правила эксплуатации установки определенные заводом-изготовителем;
правильно применять спецодежду спецобувь и другие средства индивидуальной защиты;
быть внимательным не отвлекаться посторонними делами и разговорами;
при совместной работе согласовывать свои действия с действиями других рабочих;
заметив нарушение требований охраны труда другим работником предупредить его о необходимости их соблюдения;
в течение всего рабочего дня содержать в порядке и чистоте рабочее место не допускать загромождения подходов к рабочему месту пользоваться только установленными проходами;
знать и строго соблюдать требования охраны труда пожарной безопасности производственной санитарии Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей;
соблюдать требования настоящей инструкции др. локальных нормативных актов по охране труда пожарной безопасности производственной санитарии регламентирующих условия труда и порядок организации работ на конкретном объекте;
своевременно и точно выполнять правила внутреннего трудового распорядка соблюдать дисциплину труда режим труда и отдыха;
соблюдать установленные режимом рабочего времени регламентированные перерывы в работе;
строго выполнять в установленные сроки приказы и распоряжения руководства предприятия должностных лиц ответственных за осуществление производственного контроля а также предписания представителей органов государственного надзора;
применять безопасные приемы выполнения работ;
бережно относиться к имуществу работодателя;
уметь оказывать доврачебную помощь пострадавшим пользоваться средствами пожаротушения при возникновении пожара вызвать пожарную охрану.
Работник допустивший нарушение или невыполнение требований инструкции по охране труда рассматривается как нарушитель производственной дисциплины и может быть привлечен к дисциплинарной ответственности а в зависимости от последствий - и к уголовной; если нарушение связано с причинением материального ущерба то виновный может привлекаться к материальной ответственности в установленном порядке.
В данном курсовом проекте я изучил назначение и общую характеристику компрессорных установок.
Для изучения я выбрал компрессорную установку АВT 500-1700 B для которой я произвел расчеты и выбрал следующие элементы: электродвигатели магнитные пускатели тепловые реле автоматические выключатели провода и кабеля силовой трансформатор для цепи управления и предохранители. Также была составлена принципиальная электрическая схема для данного компрессора и изучен принцип работы.
После написания курсового проекта могу сказать что выбор правильного и подходящего под задачи электрооборудования играет важную роль в работе компрессорной установки.
Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. - М.: Высш. шк. - 1991 160 с.
Жаворонков М.А. Электротехника и электроника: учебное пособие М. А. Жаворонков А. В. Кузин. - 5-е изд. стер. - М.: Академия 2013 - 400 с.
Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник для ср. проф. обр. по дисциплине «Электротехника и электроника» по техническим спец.; рек. ФИРО М. В. Немцов М. В. Немцова. - 5-е изд. стер. - М.: Академия 2013 - 480 с.
Сибикин Юрий Дмитриевич. Электробезопасность при эксплуатации электроустановок промышленных предприятий: учебное пособие для начального проф. образования; рек. ФИРО Ю. Д. Сибикин М. Ю. Сибикин. - 7-е изд. испр. - М.: Академия 2012 - 240 с.
Соколова Е.М. «Электрическое и электромеханическое оборудование». М.: Мастерство 2001 – 113 с.
Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование. - М.: Инфа-М 2019 – 407 с.
Электрические аппараты: учеб. пособие для ср. проф. образования; рек. ФИРО О.В. Девочкин [и др.]. - 3-е изд. стер. - М.: Академия 2012 - 240 с.